典型城市污染水体底泥中重金属形态分布和相关性解读

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重金属在底泥液相和固相间分配规律小结

重金属在底泥液相和固相间分配规律小结

重金属在底泥液相和固相间分配规律小结底泥是水体中沉积物的总称,其中含有大量的有机质和无机物质,包括重金属元素。

重金属元素是指相对原子质量较大的金属元素,如铅、汞、镉、铬等。

这些元素在环境中具有较强的毒性和生物蓄积性,对生态环境和人类健康造成威胁。

因此,研究重金属在底泥液相和固相间的分配规律对于环境保护和生态修复具有重要意义。

重金属在底泥液相和固相间的分配规律受多种因素的影响,包括底泥物理化学性质、水体环境条件、重金属元素的化学性质等。

一般来说,重金属元素在底泥中主要以固相形式存在,其中以粘土矿物和有机质的吸附作用为主要形式。

而在底泥液相中,重金属元素则以离子形式存在,其浓度受水体环境条件和重金属元素的溶解度等因素影响。

研究表明,重金属元素在底泥液相和固相间的分配规律存在一定的差异。

一般来说,重金属元素在底泥液相中的浓度较低,而在底泥固相中的含量较高。

此外,不同重金属元素在底泥液相和固相间的分配规律也存在差异。

例如,铅、镉等元素在底泥固相中的含量较高,而在底泥液相中的浓度较低;而铬、铜等元素则在底泥液相中的浓度较高,而在底泥固相中的含量较低。

总的来说,重金属在底泥液相和固相间的分配规律是一个复杂的过程,受多种因素的影响。

研究重金属在底泥中的分配规律,有助于
深入了解重金属元素在环境中的行为和转化规律,为环境保护和生态修复提供科学依据。

不同污泥中5种重金属总量与形态分析

不同污泥中5种重金属总量与形态分析

样品 中和处理污泥 一级处理污泥
表 1 污泥中重金属连续提取各形态含量
重金属有效态
水溶态 弱酸提取态 可还原态 可氧化态
残渣态
Cu 0. 37 209. 53 34. 71
Zn 0. 29 7. 80 329. 04 647. 86 61. 12
含量 /mg·kg- 1 Cr 4. 05 7. 28 8. 90
28. 32 46. 93
水溶态 弱酸提取态 可还原态 可氧化态
残渣态
1. 89 3. 78 17. 40 6959. 20 1505. 30
1. 73 1023. 00 2495. 00 2339. 50 229. 06
4. 85 7. 28 9. 71 17. 80 61. 49
Pb 7. 63 22. 90 19. 08 17. 18 26. 72
0. 03 16. 80 40. 98 38. 43 3. 76
比例 / % Cr 4. 24 7. 63 9. 32
29. 66 49. 15
4. 80 7. 20 9. 60 17. 60 60. 80
Pb 8. 16 24. 49 20. 41 18. 37 28. 57
6. 01 20. 00 14. 00 16. 00 43. 99
Cd 9. 19 20. 96 31. 25 20. 22 18. 38
2. 85 17. 82 37. 77 23. 75 17. 81
一级处理工序排放的污泥中 Cu主要以相对 稳定的可氧化态和残渣态存在 ,两者所占比例达 到 99%以上 ,水溶态 、弱酸提取态和可还原态所 占比例极少 ; Zn 主要以可还原态和可氧化态为 主 ,两者 所 占 比 例 约 为 80% , 弱 酸 提 取 态 约 为 17% ,水溶态含量极少 ; Cr主要以相对稳定的可 氧化态和残渣态存在 ,两者所占比例在 78%以 上 ,可还原态 、水溶态和弱酸提取态均有分布 ; Pb 主要以弱酸提取态和残渣态为主 ,约为 64% ,可 氧化态 、可还原态和水溶态均有分布 ,可氧化态与 可还原态相近 ,均大于水溶态 ; Cd主要以可还原 态和可氧化态为主 ,两者所占比例超过 60% ,弱 酸提取态与残渣态分布相近 ,水溶态接近 3%. 2. 2 污泥中重金属元素的含量水平

大冶湖底泥养分、重金属和砷、汞含量及空间分布特征研究

大冶湖底泥养分、重金属和砷、汞含量及空间分布特征研究

大冶湖底泥养分、重金属和砷、汞含量及空间分布特征研究大冶市是一个典型的矿业城市,矿业的开发,破坏了当地的生态环境,也对大冶湖产生了较大污染。

为了促进湖泊底泥在矿山植被恢复中的资源化利用,加速矿山生态修复和湖泊的治理,本研究以大冶湖底泥为研究对象,通过野外调查、化学分析和统计分析等方法,研究了大冶湖底泥的肥力性状和铜、铅、镉、砷、汞的含量特征与空间分布规律,主要得到如下结论:(1)大冶湖底泥养分含量及空间分布特征:1)养分含量特征:通过野外调查及样品分析表明,大冶湖底泥速效氮、磷、钾的含量分别为41~689、9~136、45~211 mg·kg-1;有机质、总氮、磷、钾的含量分别在23.0~215.1、0.5~7.1、2.8~7.3、0.1~2.1 g·kg-1。

根据全国土壤普查养分分级标准,有机质均在中等以上,其中丰富水平的占96%,速效氮丰富水平的占76%,低水平的只占8%,总氮丰富水平的占80%,低水平的只占16%,速效磷均在中等以上,其中丰富水平的占96%,总磷丰富水平的占20%,低水平的占72%,速效钾中等水平占80%,其中丰富水平的占36%,总钾均处于低水平。

由此可见大冶湖底泥有机质、氮、磷比较丰富,而钾相对缺乏。

2)养分空间分布特征:随着经度的增加,有机质含量总体呈现下降的趋势,随着纬度的增加,有机质含量的没有明显的变化规律。

随经度增加,总磷含量在一定范围内波动。

无论随着经度的变化还是纬度的变化,碱解氮、有效磷、速效钾、总氮、总钾含量均没有明显的规律性。

(2)大冶湖底泥重金属含量及空间分布特征:1)重金属含量特征:整个大冶湖底泥所有采样点中,总铜、有效铜、总铅、总镉含量的变化范围分别为500~3100、75~353、46~660、0~414 mg·kg-1。

根据土壤环境质量标准(GB15618-1995),所有采样点的总铜含量、92%采样点的总镉含量以及16%采样点的总铅含量超过三级标准。

南京市江宁大学城水体和底泥中重金属含量分析与评价

南京市江宁大学城水体和底泥中重金属含量分析与评价
南京市江宁大学城自 2000 年规划建设以来,建成区内水系大多遭到破坏,成为孤立水体,不再与周围水 系相通,水体富营养化趋势较明显[4]。为调查人为活动对该区水体中重金属的影响,采集了南京晓庄学院、 南京工程学院、金陵科技学院三所院校的景观水体和底泥为研究对象,用电感耦合等离子体质谱仪(ICP MS)测定了 、 、 、 、 Zn Cr Cu Cd Pb5 种金属元素的含量,并利用内梅罗综合指数法对水体和底泥中重金属的污染 进行评价,为大学城水体保护和管理提供科学依据,提高人们的环境保护意识。
THOS UP T480)进行消解,升温程序设定为 12 min 内从 0 ℃升温至 180 ℃,并在 180 ℃下消解 30 min,消解
完成后,将消解罐放至赶酸仪上,140 ℃赶酸至溶液剩 0. 5 - 1 mL 后,于 25 mL 容量瓶中定容[7]。所有试剂
均为优级纯,用水均为超纯水。
所有处理后的样品,过0. 45 μm 的滤膜,之后用 Thermo 电感耦合等离子体质谱仪 ( ICPMS iCAP Q)进行
年 2019第6
期11

南京晓庄学院学报
JOURNAL OF NANJING XIAOZHUANG UNIVERSITY
Nov. 2019 No. 6
南京市江宁大学城水体和底泥中 重金属含量分析与评价
倪正银,刘存丽,潘 润,陈 程,丁爱芳
(南京晓庄学院 环境科学学院,江苏 南京 ) 211171
i为=重C金i /属Si 含量实测值;Si
(1) 为重金属地表水环境质量标准值
单因子指数法只能反映各个重金属元素的污染程度,不能全面地反映污染状况,而内梅罗综合污染指数
兼顾了单因子污染指数平均值和最高值,可以突出污染较重的重金属污染物的作用[8 9]。内梅罗综合污染

河南某市河水和污泥中重金属污染状况及评价

河南某市河水和污泥中重金属污染状况及评价
第 39 卷 第 6 期 2010 年 11 月 8020 ( 2010 ) 06076704 文章编号:1000-
卫 生 研 究 JOURNAL OF HYGIENE RESEARCH
Vol. 39 No. 6 Nov. 2010 767
· · 实验研究
河南某市河水和污泥中重金属污染状况及评价
席景砖 李翠梅 王守英 蒋志刚
Cu Pb
Cu :测定 Cu 时, 参照 标 准 方 法 ( GB / T 5009. 13 — 2003 ) 中 关于原子吸收光谱法 测 定 食 品 中 铜 的 方 法 进 行 了 调 整 , 采用 996 型原子吸收分光光度仪, 背景校正方式为 氘 的仪器为 GF灯, 测定时工作参数见表 2 。 Pb :测定 Pb 时, 参照 标 准 方 法 ( GB / T 5009. 12 — 2003 ) 中 关于原子吸收光谱法 测 定 食 品 中 铅 的 方 法 进 行 了 调 整 , 消化 样品没有经过萃 取 分 离 而 直 接 进 样 测 定, 采 用 的 仪 器 为 GF996 型原子吸收分光光度仪, 背 景 校 正 方 式 为 氘 灯, 测定时工 作参数见表 2 。
基金项目:新乡医学院博士启动基金项目 作者简介:席景砖, 男, 副教授, 研究方向:环境卫生学 1 通讯作者:韩光亮, 医学博士,研 究 员, 教 授, 研 究 方 向:环 境 毒 E-mail : hanguangliang@ yahoo. com 理学,
生的大量废水和固体 废 弃 物 的 渗 出 液 进 入 水 环 境 , 致使水环 境中重金属 元 素 的 含 量 增 高 。 重 金 属 具 有 高 毒 性 和 持 久 毒 性, 能被动植物吸收, 经食物链传递进入人体, 危害人类健 康 。 在水环境中, 由于吸附作用, 底泥中重金属含量远大于水体 中

《2024年我国城市污水处理厂污泥中重金属分布特征及变化规律》范文

《2024年我国城市污水处理厂污泥中重金属分布特征及变化规律》范文

《我国城市污水处理厂污泥中重金属分布特征及变化规律》篇一一、引言随着城市化进程的加快,城市污水处理厂的数量和规模也在不断扩大。

在污水处理过程中,污泥是一种重要的处理产物,其中含有大量的重金属。

重金属污染已经成为影响环境安全和人类健康的重要因素之一。

因此,研究我国城市污水处理厂污泥中重金属的分布特征及变化规律,对于掌握污泥资源化利用的途径、防治环境污染具有重要的科学意义和实际应用价值。

二、我国城市污水处理厂污泥中重金属的分布特征1. 不同地区城市污水处理厂污泥中重金属的分布我国地域辽阔,不同地区的城市污水处理厂污泥中重金属的分布存在差异。

一般来说,工业发达、污染较严重的地区,污泥中的重金属含量较高。

例如,铅、锌、铜等重金属在北方某些工业城市的污水处理厂污泥中含量较高。

而南方地区由于历史上的采矿、冶炼等活动,导致某些地区的污泥中重金属含量也较高。

2. 不同类型城市污水处理厂污泥中重金属的分布不同类型城市污水处理厂(如生活污水、工业废水等)的污泥中重金属的分布也有所不同。

生活污水中主要含有的是日常生活中的重金属,如铅、锌等;而工业废水中则可能含有更多的重金属元素,如铬、镉等。

因此,不同类型的城市污水处理厂污泥中重金属的种类和含量也有所差异。

三、我国城市污水处理厂污泥中重金属的变化规律1. 随时间变化的重金属含量规律随着城市污水处理厂的长期运行,污泥中重金属的含量会发生变化。

一般来说,随着时间的推移,由于工业排放和生活污染的不断积累,污泥中的重金属含量会呈现上升趋势。

但同时,随着环保意识的提高和污染治理措施的加强,部分地区的污水处理厂通过改进处理工艺和加强管理,使得污泥中的重金属含量得到一定程度的控制。

2. 不同处理工艺对重金属含量的影响不同的污水处理工艺对污泥中重金属的含量和形态有着重要的影响。

例如,生物法处理工艺可以有效去除污水中的重金属,而物理化学法处理工艺则可能使部分重金属在污泥中富集。

因此,选择合适的污水处理工艺对于控制污泥中重金属的含量具有重要意义。

鄱阳湖生态经济区污水处理厂污泥重金属形态分布及污染评价

鄱阳湖生态经济区污水处理厂污泥重金属形态分布及污染评价

鄱阳湖生态经济区污水处理厂污泥重金属形态分布及污染评价鄱阳湖是中国最大的淡水湖泊,位于江西省鄱阳县境内,被誉为“江西的明珠”。

鄱阳湖生态经济区发展迅速,经济活动呈现出蓬勃发展的态势,但也带来了一些环境问题,其中之一就是污水处理厂污泥重金属的污染。

污水处理厂是将城市生活污水经过处理后排放到湖泊或河流中的设施。

在处理污水的过程中,产生的污泥含有大量的有机物质、细菌和重金属等。

如果不加以妥善处理,污泥中的重金属会对水体和生态环境造成巨大的破坏。

为了探究污水处理厂污泥重金属的形态分布及其对环境的污染程度,我们进行了一系列的研究。

首先,我们收集了来自鄱阳湖生态经济区不同污水处理厂的污泥样品,并进行了化学分析。

研究结果显示,污泥中含有多种重金属,包括铜、锌、镉、铅等。

下一步,我们对污泥中重金属的形态进行了分析。

形态分析能够判断重金属的迁移和转化情况,为进一步评价其对环境的潜在风险提供参考。

结果显示,污泥中的重金属以可溶态、交换态、活性态和稳定态存在。

其中,可溶态的重金属容易溶解在水中,对水体造成直接毒害;交换态的重金属可以与其他物质发生反应,导致重金属的渗透和迁移;活性态和稳定态的重金属则较为稳定,对环境污染的风险较低。

最后,我们对污泥重金属的污染程度进行了评价。

根据国家和地方的标准,我们采用了多种评价指标,包括重金属含量、污染指数和富集系数等。

评价结果显示,鄱阳湖生态经济区污水处理厂污泥中的重金属污染程度较为严重,其中铅和镉的含量超过了标准限值,对环境的潜在风险较高。

综上所述,鄱阳湖生态经济区污水处理厂污泥中的重金属存在一定的污染问题。

为了保护鄱阳湖的生态环境,我们需要加大污水处理厂的投入,提高污泥处理的效果,并采取相应的措施减少重金属的排放,以避免对水体和生态环境造成进一步的损害。

此外,还需要制定更为严格的环境标准,加强监管和管理,确保鄱阳湖的水质和生态系统的健康。

只有这样,我们才能让鄱阳湖真正成为中国美丽湖泊的典范综上所述,对鄱阳湖生态经济区污泥中重金属的形态分析和污染程度评价结果显示,污泥中的重金属存在可溶态、交换态、活性态和稳定态。

城市河道底泥污染物特性及修复技术分析

城市河道底泥污染物特性及修复技术分析

城市河道底泥污染物特性及修复技术分析城市河道底泥是由于城市发展和人类活动所产生的各类污染物经水流沉积在河床上形成的。

底泥中含有有害物质,如重金属、有机物、细菌和病毒等,对水生生物和人类健康造成潜在威胁。

对城市河道底泥进行修复和治理十分重要。

城市河道底泥的污染物特性主要包括以下几个方面:1. 重金属污染:城市废水中含有大量重金属,如铜、镉、铅、锌等。

这些重金属在废水中被吸附于颗粒物表面,随流水沉积在河道底泥中。

重金属的积累会导致底泥中的重金属浓度超标,对环境和生物造成危害。

2. 有机物污染:城市废水中含有各种有机物,如石油和化学工业废水中的石油类物质、苯、酚等。

这些有机物对水质和生态系统造成污染,会对水生生物产生毒性。

3. 细菌和病毒污染:城市废水中含有大量的细菌和病毒,如大肠杆菌、沙门氏菌等。

这些微生物会随废水排入河道,对水体和人类健康构成威胁。

针对城市河道底泥的污染特点,可以采用以下修复技术进行治理:1. 物理修复技术:物理修复技术主要通过物理手段将底泥中的污染物与底泥分离,并移除废泥。

通过机械挖掘、吹刷和抽吸等方式,将污染物浓集区的底泥挖掘出来,然后进行处理和处置。

2. 化学修复技术:化学修复技术主要利用化学试剂改变底泥中污染物的化学性质,降低其毒性或溶解性,或使其转化为无毒、稳定的物质。

常用的化学修复技术包括添加剂固化、还原剂还原和氧化剂氧化等。

3. 生物修复技术:生物修复技术主要利用生物体对底泥中污染物进行降解和转化。

利用植物的吸附和吸收作用,通过植被修复将底泥中的污染物转移至植物体内,并通过植物的吸附、吸收和代谢作用将其降解或转化为无毒物质。

城市河道底泥污染物特性及修复技术分析表明,底泥污染是城市水环境治理中的一个重要问题,需要采取适当的修复技术来保护水生生物和人类健康。

各种修复技术需要根据具体情况选择,并结合其他治理手段进行综合治理。

还需加强城市污水处理、工业废水处理和非点源污染控制等工作,以减少底泥的污染。

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生态环境学报 2009, 18(6: 2066-2070 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@ 典型城市污染水体底泥中重金属形态分布和相关性方盛荣,徐颖 2 1,2* ,魏晓云,路景玲 2 2 1. 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京 210098;2. 河海大学环境科学与工程学院,江苏南京 210098 摘要:采用 Tessier 五步连续提取法,研究了南京市莫愁湖、玄武湖、秦淮河 13 个底泥样品中的重金属的形态分布情况,分析了重金属浸出量与各形态间的相关性及有机质与有机结合态的相关性,并通过红外谱图分析了有机质与重金属结合的机理。

结果表明:底泥中 Pb,Cu,Zn,Ni,Cr 主要以有机结合态和残渣态存在,两种形态的含量占总量 70%以上,Zn 和 Cd 的可交换态和碳酸盐结合态含量相对较高,Zn 约占 20%,Cd 约占 30%;Zn,Cu,Cd,Ni,Cr 的浸出量均与可交换离子态呈现显著的相关性,因此可通过减小可交换离子态含量控制底泥重金属污染的风险性;研究还表明,有机质与有机结合态呈现显著的正相关,因此增加底泥中有机质含量有助于重金属向有机结合态转化,有机质与重金属的结合主要是由于其中一些官能团和重金属形成稳定的络合物。

关键词:底泥;重金属形态;浸出量;相关性中图分类号:X131.2 文献标识码:A 文章编号:1674-5906(2009)06-2066-05 随着经济的快速发展和人口的逐年增长,工业废水及生活污水带来的环境问题日益严重,城市河道污染也在逐步加剧。

底泥作为水体生态环境的重要组成部分,在水体环境中具有特殊的重要性。

一方面,底泥可以吸附水体中的污染物,降低水质污染程度,一旦条件发生变化,污染物会重新释放出来,影响上覆水体的水质;另一方面,底泥又是底栖生物的主要生活场所和食物来源,其中的污染物质可直接或间接地对水生生物产生致毒致害作用,并通过生物富集、食物链放大等过程进一因此,弄清底泥中污染物质步影响陆地生物和人类[1-2]。

的迁移转化规律对水体生态系统有非常重要的意义。

底泥中重金属污染问题是全世界环境研究人员长期关注的问题之一,重金属的生物有效性及潜在迁移性不仅与其总量有关,更大程度上由其在环境介质中的赋存形态所决定。

因此,研究重金属的形态分布可以提供更为详细的重金属元素潜在迁移性和生物可利用性的信息。

国内外对于底泥重金属形态和浸出量的研究进行了大量的实验[3-4,5-7 ],但是对于各种形态与浸出量的相关性以及有机质和有机结合态的相关性研究鲜有报道。

本文分析了典型城市底泥中重金属的形态分布特征,并对重金属的存在形态和浸出量以及有机质含量与浸出性进行了相关性研究,通过红外谱图分析了有机质与重金属结合的机理。

1 材料与方法 1.1 样品采集及预处理底泥样品取自南京市秦淮河(S1-S2)、莫愁湖 (S3-S11、玄武湖 (S12-S13。

采集后的污泥样品经风干、磨碎,过100目尼龙筛后,装入玻璃瓶贴上标签置于阴凉干燥处待测。

*通讯作者:徐颖,E-mail: xyhohai@ 收稿日期:2009-09-11 1.2 试验分析方法试验仪器:AnkeTDL-40B型离心机(上海安亭仪器厂;SHZ-B型水浴恒温振荡器(上海跃进医疗器械厂; TAS-986型原子吸收分光光度计(北京普析通用仪器有限公司);FTIR-8400s型红外分光光度计(日本岛津公司。

1.2.1 重金属的形态提取方法对于污泥中的重金属形态分析,我国大多研究者采 [8] 用Tessier五步法。

Tessier五步法提取方法如下:可交换的离子态(F1):准确称取干污泥0.5 g,置于20 mL离心管中,加入8 mL 1.0 mol·L-1 MgCl2 (pH =7.0,(22±3℃下振荡1 h,离心20 min(3 000 r·min-1,移出上清液供分析;碳酸盐结合态(F2):上述残留泥样水洗后加入1 mol·L-1 NaAc( pH=5.0, 用HAc调节8 mL, 室温振荡6 h,离心20 min(3 000 r·min-1,收集上清液供分析;铁锰氧化物结合态(F3)残留泥样水洗后加入8mL : 96 途中振荡数次, 0.04mol/L NH4Cl,℃条件下保持6 h,离心(3000 r·min-1,收集上清液供分析;有机结合态(F4):残留泥样水洗后加入8 mL 0.02 mol·L-1 HNO3,5 mL 30%H2O2(pH 2.0用硝酸调节,85 ℃条件下间歇振荡4 h,再加入2 mL 3.2 mol·L-1 NH4Ac,振荡30 min,离心收集上清液;残渣态(F5):将残留泥样洗入烧杯中,加入1 mL 电热板加热至近干,共进行4次。

用1+1 HNO3 浓HNO3,温热溶解,过滤,对滤液进行分析。

1.2.2 底泥中重金属的浸出试验方法污泥样品中重金属的浸出采用GB5086.2—1997 《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》称取固体样品,。

作者简介:方盛荣(1984 年生),男,硕士研究生,从事污染物迁移转化方面的研究。

方盛荣等:典型城市污染水体底泥中重金属形态分布和相关性 2067 表1 各形态含量、有机质含量与重金属浸出量的相关性分析 Table1 Correlation of various fractions and heavy metal leaching capacity, organic matter content 元素 Zn Pb Cu CdNi Cr 可交换离子态 0.966** -0.432 0.639* 0.603* 0.838** 0.792 碳酸盐结合态0.698** 0.228 0.519 -0.093 0.567* -0.344 铁锰氧化态 0.331 0.577* 0.064 -0.763** 0.914** 0.388 硫化物及有机结合态 0.610* -0.098 0.12 0.16 0.447 -0.426 有机质 -0.446 -0.556* -0.568* -0.527* -0.557* -0.542* 置于浸出容器中,以固液比(mL·g-110∶1的比例加入浸取液,浸取液为去离子水(pH值为6.7±0.2,振荡器转速为(30±2 r·min-1,在室温下振荡浸取8 h,静止16 h后取下。

在预先安装好滤膜(0.45 m的过滤装置上过滤,收集全部滤液即为浸出液,摇匀后供分析测试用。

试验所用试剂均为优级纯,试验的每个样品设置3 个平行样,试验结果以平均值表示。

1.2.3 底泥中有机质的测定方法底泥中有机质的测定采用低温外热重铬酸钾氧化—比色法。

1.2.4 底泥的红外光谱分析选取底泥样品S3点的底泥,一部分自然风干,另一部分分别加入 CuCl2·2H2O , ZnSO4·7H2O , Pb(NO32 及使底泥中Cu、 Zn、 Pb的含量均为 CdCl2·2.5H2O的水溶液, -1 -1 Cd的含量为400 mg·kg 。

加入药剂后熟化4 3 200 mg·kg , d,然后自然风干。

风干后泥样磨碎过100目筛。

分别取少量用KBr为介质压片,压片后进行红外光谱分析。

*显著性水平α=0.05,**显著性水平α=0.01,样本数n=13 2 结果与分析 2.1 重金属形态分析根据Tessier连续提取法,底泥中的重金属分成可交换态(F1、碳酸盐结合态(F2、铁锰氧化物结合态(F3、有机质及硫化物结合态(F4和不可提取的残渣晶格态(F5。

其中,可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态为不稳定态,其较易被生物利用,通常称为有效态,有机结合态和残渣态为稳定态。

由图1中(a~(f可以看出底泥中Pb,Cu,Zn,Ni,Cr主要存在形态为残渣态和有机结合态,即稳定态,占总量百分比都高于70%。

其中Cu的这两种形态含量占到总量95%以上,残渣态重金属主要是存在于硅酸盐、原生和次生矿物等晶格中,有机结合态重金属则反映了人类排放有机污染物的结果,这两种形态的重金属不易被生物吸收,其生物毒性较弱,在自然界正常条件下不易释放,能长期稳定在沉积物中,不易被植物吸收,在整个底泥生态系统中对食物链影响较小。

Zn和Cd的可交换离子态和碳酸结合态含量相对较高,Zn的这两种形态含量占总量的百分比为 20%左右,Cd这两种形态更是达到了30%以上,该两种形态迁移性强,可以直接被生物利用,因此可以对食物链产生巨大的影响。

Cd的铁(锰氧化物结合态含量相对较高占20%左右,这表明铁锰氧化物对Cd有较强的结合能力,而铁(锰氧化物结合态酸雨淋溶较易浸出,所以 Cd潜在的生物危险性也比较大。

因此必须对Cd给予特别注意,严格控制它在底泥中的含量。

2.2 相关性分析 2.2.1 重金属形态及有机质与浸出量的相关性由表1可以看出,底泥中Zn,Cu,Cd,Ni,Cr的浸出量和可交换离子态呈明显的正相关,相关系数r的范围 0.639 ~ 0.966 ,其中 Zn 和Ni 呈现极显著的相关性(α=0.01),说明Zn,Ni的可交换离子态是浸出重金属的主要来源,可交换态含量越大,浸出量亦越大,这与朱萍等[9]的研究相似。

Cd的浸出量与铁锰氧化态呈显著负相关,这说明铁锰氧化物对Cd的结合能力较强,铁锰氧化物的含量越多,其结合的重金属离子就越多,在非酸性条件下浸出量就越小。

Pb的浸出量与可交换离子态没有显著性相关,而是与铁锰氧化态呈现显著性相关,说明酸度的改变对Pb的浸出影响较大。

Ni的浸出量与除残渣态以外的其它四种形态都有显著的相关性。

底泥中Pb, Cu,Cd,Ni,Cr的浸出量与有机质呈显著的负相关性,这说明底泥中有机质含量越多,重金属浸出量就越少。

2.2.2 有机质与有机结合态的相关性分析底泥中有机质的变化能够改变重金属的化学形态分布,影响土壤中重金属的迁移性。

有机质增加可促进从而减小重金碳酸盐结合态向有机质结合态的转化[11],属的潜在环境危害。

如图2所示,底泥中重金属有机质结合态与有机质含量相关性显著。

相关系数变化范围 0.527~0.708。

其中Ni呈现极显著的相关性(r =0.708,α =0.01),其它的相关性由强到弱的顺序为Zn,Cu, Pb, Cr, Cd,这也反映了有机质与重金属结合能力的强弱。

有机质与重金属络合生成复杂的络合态金属,这种络合态金属绝大多数被固定在沉积物中,较稳定,不易释放。

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